炮掘巷道快速掘进技术分析

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:程孝珠
[导读] 摘要:就煤矿炮掘现状而言,在生产中因受多种因素的影响,如:技术及装备水平、管理因素及地质因素等,很多煤矿炮掘单进水平都一直处于较低状态,巷道掘进的速度不高,已严重影响到矿井高产、高效的宗旨。
        中煤第三建设(集团)有限责任公司三十六工程处  安徽省宿州市  234000
        摘要:就煤矿炮掘现状而言,在生产中因受多种因素的影响,如:技术及装备水平、管理因素及地质因素等,很多煤矿炮掘单进水平都一直处于较低状态,巷道掘进的速度不高,已严重影响到矿井高产、高效的宗旨。为提高炮掘巷道掘进效率,降低掘进成本,经长期在技术方面、管理方面以及装备方面的综合研究,提出了一系列促进炮掘巷道实现快速掘进的有力措施,以期有助于提高炮掘巷道掘进效率,更好地保障煤矿开采的高产、高效。
        关键词:炮掘施工;快速掘进措施
        1、影响炮掘巷道快速掘进的因素
        在炮掘巷道掘进作业中我们所用到的工序主要有钻眼破岩、巷道支护、装岩及运输等,要想提高掘进速度,让巷道实现快速掘进,我们必须重视从实际情况出发,综合分析这些主要工序。
        ①钻眼工艺。就钻探工艺而言,很多矿井仍然采用的是传统的浅眼爆破多循环作业模式,这种因循环次数较多巷道掘进的循环所准备时间、临时支护所需时间、吹眼时间以及吹炮烟时间等都会显著增加,而用于纯掘进作业的时间就会大幅缩短,进而会对掘进效率产生严重影响。
        ②巷道支护。当完成巷道爆破作业后应及时支护巷道。之前对于一些普通的煤巷以及半煤巷道我们在支护这些巷道时,大多会选用工字钢架棚支护或采用U型钢支护,这些传统支护方式存在很多不足,一方面支护成本高,劳动效率低,另一方面会明显占用掘进工序时间,最终会严重限制巷道掘进实际单进水平。
        ③运输因素。对于传统炮掘巷道而言,在放炮完成后,人们会采用耙装机进行耙装煤矸石,矿车接车,用调度绞车对矿车进行牵引的方式了开展运输。纵观这种运输方式,我们发现整个运输环节以单人接力式操作为主。这种运输方式不仅运输自动化水平低,连续性不高,而且运输环节较多较耗费人力资源,易存在较多安全隐患,会占用很多时间,会对矿井炮掘巷道实现快速掘进造成严重制约。
        2、炮掘巷道快速掘进工艺
        通过对炮掘巷道各工序环节进行优化,尽量把耗时最多的工序时间缩短,这样可显著提高炮掘效率,让炮掘巷道实现快速掘进。
        2.1优化钻眼破岩工艺
        ①对钻眼破岩工序流程进行优化。可逐步推广应用较先进的光面爆破工艺,对于点眼作业中的,点眼时间过长问题以及点眼不准等问题,可通过采用点眼器来辅助点眼,以达到精准快速点眼的目的。同时应依据巷道围岩性质.对周边眼间距以及最小抵抗线进行科学、合理的选择,以尽力提高钻眼质量。另外应对装药量进行严格控制,特别是对于哪些周边眼,应尽量选用小直径药卷来装药,以有效控制装药量。人们发现通过对钻眼破岩工艺进行科学合理的优化,可显著提高岩巷眼痕率,巷道帮部般也不会存在超欠挖现象,可显著提高巷道掘进速度,提高了施工质量。
        ②努力推广应用“三小”(小钻头、小药卷以及小锚杆)技术。采用小直径钻头进行钻削,这样实际钻削面积会相对较小,钻削阻力就会相应减小,可显著提升钻眼速度;采用小直径药卷,可使岩石破碎圈减小,进而大幅提升破岩效率;另外小锚杆的使用,也有助于支护效率的提升。
        ③采用中深孔爆破法进行爆破。为使循环进尺速度加快,我们对比分析了几种不同深度的炮眼实际利用率,发现炮眼深度较深的炮眼实际利用率相对较高,采用这种中深孔炮眼进行爆破,可大幅提高炮掘巷道单进水平。


        2.1.2炮眼装药量及装药结构的选择
        对掏槽眼、辅助眼以及周边眼实际作业时应装多少药量,可依据岩石硬度系数情况来定。通常掏槽眼各炮眼实际应装药量最多,其次为底眼炮眼的装药量,而周边眼各炮眼的实际装药量最少。因岩石性质各式各样,相对较复杂,当前仍没有一确切的计算方法来确定具体装药量,一些数据也大多是经验值。因此根据对比相似岩石条件,相似施工工艺的巷道,进行选择合适的装药量以及装药结构。
        2.1.3岩巷雷管的选择
        就煤矿许用电雷管来看,大致可分为瞬发电雷管与毫秒电雷管。其中瞬发电雷管因无延期性通常需分多次才能顺利完成岩巷爆破作业,放炮员作业量相对较大,实际安全性也不是很好,当前应用此种雷管来进行爆破作业的煤矿已相对较少。而对于毫秒电雷管而言,它属于一种现代化的毫秒爆破装置,较适合应用于进行全断面一次爆破,且在多级瓦斯矿井中都适合应用。这样也大大缩短了放炮占用时间。
        2.2改进巷道支护工艺
        我们之前所用的煤巷钢棚支护该支护工艺存在明显不足,一是支护成本高,二是作业效率较低,会影响巷道单进水平的有效提升。通过不断改进支护工艺,在煤巷中推广锚网支护以及现代化的锚索支护,这样可使巷道支护用时大幅缩短。同时对施工机具而言,应尽量应用大功率高效锚杆钻机,这样不仅可显著提高施工效率,而且可大幅减轻工人劳动强度。对于支护材料的选择,可选用钢筋网来支护压力较大的巷道顶板,选用高分子塑料网或铁丝网来支护压力相对较小的顶板。另外对于锚杆的选择,还应重视进行受力分析,对于高应力区域,应采用新型高强度锚杆进行支护,对于应力相对较低的区域可采用新型玻璃钢锚杆进行支护或采用快硬水泥锚杆来进行支护。对于煤巷顶板条件较差的巷道以及部分托顶煤巷道,为保障支护效果的相对完整性,可采用锚索配合钢筋梯的方式进行支护。
        2.3让辅助运输系统实现连续化
        努力改变进行运输作业时所用的人工单体操作模式,让运输作业实现连续化,这样会显著缩短运输工序用时,这样也能大幅提高巷道掘进效率。实现运输自动化。可让耙矸机与后部皮带机实现相互联动,尽力去除操作人员,达到自动化运输,进而提高实际运输效率。皮带机正常作业时,可采用顺煤流方向来控制皮带机。另外为保障皮带机安全启动,在启动整体皮带机前,还应进行必要的预警,预警结束后再依次延时启动皮带机。
        2.4优化劳动组织
        可采用“四六”制作业模式进行作业,让三班掘支,一班边掘进边整修,采用正规化的循环作业模式,有效缩短各班实际工作时长,尽力减轻各班作业人员劳动强度,显著提升工作效率。为提高工时实际利用率,最大限度的利用工时,应逐步改进工序排列,让多工序平行交叉作业。应充分抓好交接班工时利用率,让交接班与实际生产实现平行开展。让安装设备、延伸各管路作业以及材料运输交叉于工作面作业平行进行,尽量避免辅助工程对掘进主工序时间的占用,最大限度的延长掘进主工序用时。
        3、结语
        经实践检验,通过优化钻眼破岩工艺,改进巷道支护工艺,让辅助运输系统实现连续化以及优化劳动组织等措施,不仅可显著提高炮掘巷道实际掘进效率,而且可显著减轻工人作业强度,降低掘进成本,同时还能更好的保障矿井安全生产,实现了煤矿炮掘巷道的安全快速高效掘进,显著提高了企业经济效益
        参考文献
        [1]茹宇.炮掘巷道高效作业技术流程的规划[J].内蒙古煤炭经济,2014(1): 36-38.
        [2]陈严近水平岩巷炮掘快速掘进技术研究[]、河南科技,2014(16)-87-89
        [3]曾石清,刘相寿,黄志彬、掘进工作面临时支护问题探讨[J]能源技术与管理,2009(3):29-30.
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